The role of angiotensin AT1 and AT2 receptors in the development of apoptosis and inflammation following experimental myocardial infarction | Die Rolle von Angiotensin AT1 und AT2 Rezeptoren in der Entwicklung von Apoptose und Entzündung nach einem experimentellen Myokardinfarkt

Firstly, the study was designed to assess the role of the angiotensin AT1 receptor subtype 1 (AT1) and receptor subtype 2 (AT2) in apoptosis and inflammatory processes following myocardial infarction in vivo, as the data available suggests that Angiotensin II ( Ang II) induces apoptosis via AT1 and AT2 receptors. Ang II, the most important effector peptide of the renin- angiotensin system, mediates its effects through two main receptor subtypes, namely AT1 and AT2 receptors. Data from ex vivo studies indicates that the AT2 receptor mediates apoptotic effects. We have previously shown that both AT1 and AT2 are expressed in adult rat cardiomyocytes and in response to myocardial infarction-induced cardiac injury. However, it is currently unknown whether angiotensin receptors mediate apoptosis in cardiomyocytes in vivo. We have assessed the regulation of the AT1 receptor in association with the expression of apoptosis markers such as P53, Bax and Caspase-3 on day 1, day 3, day 7 and day 14 following experimental myocardial infarction in rats by Western Blot and/or immunohistochemistry. In addition, the colocalization of angiotensin receptors and apoptosis or cardiomyocyte markers were evaluated by immunofluorescence double labeling. We detected a marked upregulation of the cardiac AT1 receptor as well as P53 protein on day 7 after experimental myocardial infarction. Immunohistochemical staining revealed abundant and heterogeneous distribution of P53, Bax and Caspase-3 in the myocardium. The strongest staining of P53 was observed among injured cardiomyocytes at the border zone of the infarction. By contrast, Bax and Caspase-3 were mainly located in the area between the border zone and the necrotic lesion and the area surrounding the necrotic lesion, respectively. Also, we demonstrated a marked upregulation of cardiac AT2 receptors co-localized with ED1 positive macrophages infiltrating injured cardiomyocytes around the infarct areas. Furthermore, our triple immunofluorescence labeling demonstrated a colocalization of AT2 receptors with IL-10 within ED1-positive macrophages infiltrating injured cardiomyocytes, suggesting a possible role of IL-10 and AT2 receptors in the inflammatory development after myocardial infarction. Secondly, the study sought to investigate the role of AT1 and AT2 receptors in apoptosis and inflammation following myocardial infarction. We therefore investigated the influence of a specific AT1 and AT2 receptor antagonists on apoptotic markers, cytokine production and infarct size of the heart after myocardial infarction. Notably, AT1 receptor inactivation by the specific blocker valsartan treatment in rats with myocardial infarction suppressed myocardial infarction-induced upregulation of cardiac apoptosis markers including p53, Bax and Caspase-3, inhibited inflammatory reaction as indicated with reversed the increased number of ED1 macrophages infiltrating cardiomyocytes, upregulation in cardiac IL-10 and enlarged infarct area in myocardial infarction. In contrast, no effect on apoptotic process, inflammatory reaction or enlarged infarct area in myocardial infarction was observed in rats treated with PD to block AT2 receptor. 8.1. Objectives 1\. Investigation of apoptosis and inflammatory reaction in association with the expression of AT1 and AT2 receptors in rats following acute myocardial infarction. 2\. Comparison of the effects of the specific AT1 receptor antagonist (valsartan) and the AT2 receptor antagonist (PD123319) administrated at different doses on apoptosis, inflammatory reaction, cardiac function and infarct size in rats following acute myocardial infarction.

Die Studie wurde konzipiert, um die Rolle des Angiotensin AT1 Rezeptor-Subtyp 1 (AT1 ) und Subtyp 2 ( AT2 ) Rezeptor in der Apoptose und im Entzündungsprozess nach einem Myokardinfarkt in vivo zu bewerten, da Veröffentlichungen darauf hinwiesen, dass Angiotensin II ( Ang II) Apoptose via AT1 und AT2 Rezeptoren veranlasst. Ang II, das wichtigste Effektor-Peptid des Renin-Angiotensin-Systems, übt seine Wirkung durch zwei Rezeptor-Subtypen aus, nämlich den AT1 und den AT2 Rezeptor. Daten von ex vivo Studien wiesen darauf hin, dass AT2 Rezeptoren einen apoptotischen Effekt haben. Es ist bereits nachgewiesen, dass sowohl AT1 Rezeptoren als auch AT2 Rezeptoren in Kardiomyozyten von adulten Ratten und als Antwort auf Myokardinfarkt induzierte Herzschädigung exprimiert werden. Es ist jedoch zurzeit noch unbekannt, ob Angiotensin Rezeptoren in vivo eine Apoptose in Kardiomyozyten auslösen. Wir haben die Regulation von AT1 Rezeptoren in Verbindung mit der Expression von Apoptosemarkern, wie P53, Bax und Caspase-3, am Tag 1, Tag 3, Tag 7 und Tag 14 nach einem experimentellen Myokardinfarkt in Ratten mittels Western-Blot und/oder Immunhistochemie untersucht. Darüber hinaus wurden die Co-Lokalisierung von Angiotensin Rezeptoren und Apoptose- bzw. Kardiomyozytenmarkern durch Immunfluoreszenz Doppelmarkierung ausgewertet. Wir fanden eine deutliche Hochregulierung von Herz AT1 Rezeptoren als auch P53 Protein am Tag 7 nach einem experimentellen Myokardinfarkt. Immunhistochemische Färbung ergab reichliche und heterogene Verteilung von P53, Bax und Caspase-3 im Myokard. Die stärkste Färbung von P53 wurde in verletzten Herzmuskelzellen an den Grenzzonen des Infarkts beobachtet. Im Gegensatz dazu wurden Bax und Caspase-3 hauptsächlich im Bereich zwischen der Grenzzone und der nekrotischen Läsion beziehungsweise der Umgebung der nekrotischen Läsionen festgestellt. Außerdem haben wir eine deutliche Hochregulierung des AT2 Rezeptors am Herzen mit ED1 positiven Makrophagen nachgewiesen, die verletzte Kardiomyozyten um die Infarktbereiche infiltrieren. Darüber hinaus zeigte eine Dreifach-Immunfluoreszenzfärbung eine Co-Lokalisation von AT2 Rezeptor mit IL-10 innerhalb der ED1 positiven Makrophagen, die ebenfalls verletzte Herzmuskelzellen infiltrieren. Dies könnte auf eine mögliche Rolle von IL-10 und AT2 Rezeptoren in der Entzündungsentwicklung nach einem Myokardinfarkt hinweisen. Des Weiteren wollten wir in dieser Studie die Rolle der AT1 und AT2 Rezeptoren in der Apoptose und Entzündung nach Myokardinfarkt hinterfragen. Wir untersuchten daher den Einfluss von spezifischen AT1 und AT2 Rezeptor Antagonisten auf apoptotische Marker, Zytokin Produktion und die Infarktgröße von Herzen nach Myokardinfarkt. Wichtig ist zudem, dass die AT1 Rezeptor Inaktivierung bei Ratten mit Myokardinfarkt durch die Behandlung mit dem spezifischen Blocker Valsartan auch die Myokardinfarkt-induzierte Hochregulation der Herzapoptosemarker einschließlich P53, Bax und Caspase-3, unterdrückte. Die Behandlungen inhibierten außerdem die entzündliche Reaktion wie beschrieben mit einer Umkehr der erhöhten Anzahl von Kardiomyozyten infiltrierenden ED1 Makrophagen und einer Hochregulierung des kardialen IL-10 und eines vergrößerten Infarktbereichs in MI. Im Gegensatz dazu wurde keine Wirkung auf den apoptotischen Prozess, die entzündliche Reaktion oder den vergrößerten Infarktbereich in Myokardinfarkt bei Ratten beobachtet, die mit PD behandelt wurden um den AT2 Rezeptor zu blockieren.